長慶油田致密氣藏氣井動態(tài)儲量計算方法研究

謝 姍，蘭義飛，焦 揚，艾慶琳，袁繼明

(1.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安 710021；2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院)

長慶油田致密氣藏氣井動態(tài)儲量計算方法研究

謝 姍1，2，蘭義飛1，2，焦 揚1，2，艾慶琳1，2，袁繼明1，2

(1.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安 710021；2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院)

長慶氣區(qū)氣井普遍面臨儲層低滲致密、壓力測試數(shù)據(jù)缺乏、生產(chǎn)制度不穩(wěn)定、井數(shù)多等難題，傳統(tǒng)評價方法難以及時準確評價氣井動態(tài)儲量。針對長慶氣區(qū)滲流及生產(chǎn)特征，提出了一種便于現(xiàn)場應用的產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法，結(jié)果表明，引入疊加時間函數(shù)的致密氣井動態(tài)儲量評價方法，計算結(jié)果較為準確，可有效處理變產(chǎn)量，且不依賴于傳統(tǒng)圖版擬合，同時計算相對簡單，方便現(xiàn)場應用，為快速、準確評價長慶氣區(qū)致密氣井動態(tài)儲量提供了技術支持。

長慶油田；致密氣藏；動態(tài)儲量；計算方法

動態(tài)儲量是指氣藏中實際參與滲流的地質(zhì)儲量，是確定氣井合理產(chǎn)能和井網(wǎng)密度的重要依據(jù)，是編制、調(diào)整開發(fā)技術政策的物質(zhì)基礎[1-2]。依據(jù)氣藏類型、生產(chǎn)制度、以及生產(chǎn)資料情況，動態(tài)儲量計算方法各有不同[3-4]。目前，常用的氣井動儲量評價方法主要有壓降法[5-6]、彈性二相法、壓力恢復法[7]、流動物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法[8-9]等。前4種方法依賴壓力測試資料，要求生產(chǎn)制度穩(wěn)定，而基于不穩(wěn)定試井理論的產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法對此要求較低，具有廣泛的適應性，表現(xiàn)為不要求壓力測試數(shù)據(jù)，還可考慮變壓力、變產(chǎn)量情形[10-12]；缺點是圖版計算較為復雜，現(xiàn)場應用不夠方便快捷，目前主要靠商業(yè)軟件RTA等實現(xiàn)，存在較強多解性，且多解性難以消減。

長慶氣區(qū)生產(chǎn)任務重，儲層低滲致密，壓力恢復時間長，關井測壓和氣田生產(chǎn)矛盾大，缺乏壓力測試資料；氣區(qū)氣井生產(chǎn)制度不穩(wěn)定、井數(shù)多，常規(guī)的動儲量評價方法難以全面應用。因此，需要研究一種適應氣藏特征、生產(chǎn)特點，且相對簡易、準確的評價方法，實現(xiàn)長慶氣區(qū)氣井動態(tài)儲量的批量、快速評價。

1 疊加原理和疊加時間函數(shù)

針對上述存在的問題，依據(jù)長慶低滲致密氣藏滲流規(guī)律和生產(chǎn)特征，提出了一種不依賴于壓力測試數(shù)據(jù)、適應生產(chǎn)制度頻繁變化、參數(shù)唯一、能消減多解性的簡化產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方程求解方法。該方法基于疊加原理[13-14]，引入變產(chǎn)量測試情形的時間疊加函數(shù)[15-16]，利用常規(guī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對氣井動態(tài)儲量進行求解。

疊加原理在試井中是指氣藏中任一點的總壓降等于氣藏中每一口生產(chǎn)井在該點所產(chǎn)生壓降的代數(shù)和。利用疊加原理，可將變產(chǎn)量單井看作多井系統(tǒng)問題處理，通過把整個生產(chǎn)過程劃分為若干個時間段，且假定每一個時間段產(chǎn)量變化不大，再計算每一產(chǎn)量下的壓力響應。

以圖1中變產(chǎn)量生產(chǎn)為例，圖2中的總壓降則可以表示為：

圖1 變產(chǎn)量生產(chǎn)示意

Δp=全部時間生產(chǎn)q1產(chǎn)生的壓降(流動時間=t3)+以t1為開始生產(chǎn)q2-q1產(chǎn)生的壓降(流動時間=t3-t1)+以t2為開始生產(chǎn)q3-q2產(chǎn)生的壓降(流動時間=t3-t2)。

即壓降可簡單表達為：

Δp=Δp1+Δp2+Δp3=f(q1,t3)+f[(q2-q1)×

圖2 變產(chǎn)量下壓降示意

(t3-t1)]+f[f(q3-q2)(t3-t2)]

(1)

應用疊加原理，變產(chǎn)量產(chǎn)生的總壓降Δp可等效為恒產(chǎn)量q3生產(chǎn)至ts導致的壓力降(圖2綠色曲線)，即：

Δp=f(q3,ts)

(2)

其中ts就是疊加時間，反映在圖1中類似產(chǎn)量與時間曲線的函數(shù)積分(面積)，用來處理產(chǎn)量發(fā)生持續(xù)波動且波動幅度大的情況。由此可以得到產(chǎn)量波動下的疊加時間函數(shù)：

(3)

2 利用疊加時間函數(shù)求取氣井動態(tài)儲量

疊加時間函數(shù)是一種簡單實用的方法，優(yōu)勢就在于可以將變產(chǎn)量等效為恒產(chǎn)量，并且使數(shù)據(jù)相對光滑、不具有大的波動，增強計算的準確性；缺點是在具有高壓縮率衰竭氣藏的運用中誤差較大[17]。多年生產(chǎn)經(jīng)驗表明，長慶氣區(qū)可以應用疊加時間函數(shù)。

以產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法中氣藏動態(tài)儲量計算方法為基礎，推導致密氣井動態(tài)儲量計算方法為：

(4)

(5)

(6)

將式(3)、(6)分別代入式(4)中，即可得到簡化的致密氣藏氣井動態(tài)儲量計算方法。

3 實例計算與應用

3.1 實例計算

圖3 A氣田X井區(qū)A井生產(chǎn)曲線

圖4 產(chǎn)量歸整化擬壓力與時間曲線

需要指出，計算動態(tài)儲量的主要數(shù)據(jù)是氣井的生產(chǎn)歷史(即生產(chǎn)時間、日產(chǎn)氣量和井底流壓)，氣井連續(xù)生產(chǎn)的時間越長、停產(chǎn)時間越短，疊加時間關系曲線越規(guī)則平整，計算得到的動態(tài)儲量越準確。

圖5 產(chǎn)量歸整化擬壓力與疊加時間曲線

表1 氣井A動態(tài)儲量計算結(jié)果

3.2 氣井動態(tài)儲量核實

以A氣田生產(chǎn)時間長、生產(chǎn)資料較為豐富的X2井區(qū)為例，對比氣井壓降法和新方法評價結(jié)果(表2)，其中，兩種方法評價X5井的結(jié)果相差較大，需進行儲量核實。該井實測壓力數(shù)據(jù)少，壓降法評價動態(tài)儲量為1.60×108m3(圖6)，結(jié)合目前生產(chǎn)狀況(累產(chǎn)氣量1.33×108m3，套壓13.67 MPa，油壓10.65 MPa)，認為壓降法計算結(jié)果不準確。分析表明，個別氣井由于壓力測試資料匱乏，壓降法計算結(jié)果不可靠，通過疊加時間函數(shù)對該類氣井動態(tài)儲量評進行核實，有效提高了氣井動態(tài)儲量評價的準確性。

表2 X2井區(qū)動態(tài)儲量計算統(tǒng)計

4 結(jié)論

(1)利用疊加時間函數(shù)簡化的致密氣藏氣井動態(tài)儲量計算方法，計算曲線相對光滑、取值唯一，計算結(jié)果較為準確可靠。該方法不依賴于壓力測試，可有效處理變產(chǎn)量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計算相對簡單，程序化后方便現(xiàn)場應用。

(2)通過疊加時間函數(shù)簡化的致密氣藏氣井動態(tài)儲量計算方法，進一步完善了致密氣藏氣井動態(tài)儲量評價技術，為長慶氣田氣井動儲量全面評價提供了技術支持，并為加密井部署、工作制度優(yōu)化等工作奠定了基礎。

符號注釋

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編輯：王金旗

1673-8217(2017)03-0073-04

2016-10-21

謝姍，碩士，工程師，1987年生，2012年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)從事氣藏動態(tài)監(jiān)測、數(shù)值模擬、試井等方面研究工作。

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